《探索细胞》课件

《探索细胞》揭开生命的基本单位之谜课程概述细胞定义重要性课程内容生命的基本结构和功能单位理解生命活动的关键细胞学简史11665年罗伯特·胡克发现细胞21839年细胞学说提出现代3细胞理论的基本原则所有生物都由细胞组成细胞是生命的基本单位细胞的基本特征细胞质2代谢活动场所细胞膜1选择性屏障遗传物质3信息存储和传递细胞的大小和形状大小范围细长形扁平形球形

0.1-100微米神经细胞皮肤细胞卵细胞细胞结构概览原核细胞无核膜，DNA直接暴露真核细胞有核膜，细胞器完善结构复杂性从简单到复杂的演化细胞膜1磷脂双层2膜蛋白3选择性通透亲水头部，疏水尾部执行特定功能控制物质进出细胞膜的功能细胞通讯1信号传递物质转运2控制物质进出细胞识别3免疫反应结构支撑4维持细胞形态保护屏障5隔离内外环境细胞质细胞质基质悬浮细胞器胶状液体环境代谢工厂细胞骨架提供支撑和运输通道细胞核遗传中心DNA和染色体核仁RNA合成核膜双层结构，控制物质进出核膜和核孔双层膜结构核孔复合体物质转运内外核膜选择性通道蛋白质和RNA的进出核仁1rRNA合成2核糖体亚基核糖体RNA的生产场所组装和成熟3蛋白质生产为蛋白质合成做准备内质网粗面内质网表面附着核糖体，蛋白质合成光面内质网无核糖体，脂质合成高尔基体蛋白质修饰糖基化分选包装按目的地分类分泌囊泡将物质运出细胞线粒体细胞的能量工厂，产生ATP叶绿体光能捕获电子传递1捕获太阳能产生能量分子2释放氧气碳固定43光合作用副产品合成有机物溶酶体细胞消化自噬作用防御作用降解废物和外来物质消化受损细胞器消灭入侵微生物过氧化物酶体1过氧化氢分解2脂肪酸氧化转化有毒物质能量产生3解毒作用处理有害物质细胞骨架微管细胞运输和分裂微丝细胞收缩和移动中间纤维细胞机械支撑中心体微管组织中心细胞分裂微管形成的起点形成纺锤体细胞运动纤毛和鞭毛形成细胞壁结构支撑1维持植物形态防御保护2抵抗外界压力物质交换3允许水和养分通过液泡储存物质维持渗透压保护功能水分、养分和废物调节细胞形态储存防御物质细胞功能概述能量转换物质代谢ATP产生和利用2合成和分解1信息处理3基因表达和调控5环境响应4生长分裂适应变化细胞增殖物质运输被动运输扩散和渗透，无需能量协助扩散载体蛋白辅助主动运输逆浓度梯度，需要ATP细胞呼吸糖酵解1细胞质中，葡萄糖分解柠檬酸循环2线粒体内，能量释放电子传递链3线粒体膜上，ATP产生光合作用光反应捕获能量，暗反应固定碳蛋白质合成转录RNA加工翻译DNA信息转为RNA剪接成熟核糖体合成蛋白质细胞信号传导信号分子结合激活受体信号转导级联放大细胞响应基因表达或代谢变化细胞分化特化细胞1执行特定功能前体细胞2部分分化状态多能干细胞3可分化为多种类型全能干细胞4分化潜力最大细胞适应性基因表达调控应激反应形态改变改变蛋白质产生热休克蛋白产生适应环境变化细胞衰老端粒缩短氧化应激DNA损伤蛋白质聚集分裂次数限制自由基损伤修复能力下降功能障碍细胞类型概述生物界细胞多样性原核细胞古菌极端环境生存细菌简单结构，无核膜动物细胞1无细胞壁柔软可变形2无叶绿体不能光合作用3中心体存在参与细胞分裂4形态多样适应不同功能植物细胞细胞壁叶绿体大液泡支撑保护光合作用储存物质维持形态真菌细胞细胞壁结构含几丁质无叶绿体不能光合作用菌丝体多细胞结构生态作用分解者和共生者神经细胞细胞体树突轴突控制中心接收信号传导信号肌肉细胞收缩蛋白1肌动蛋白和肌球蛋白钙离子释放2触发收缩肌纤维滑动3产生力量血细胞红细胞白细胞血小板运输氧气免疫防御凝血作用干细胞全能干细胞1可分化为任何细胞多能干细胞2可分化为多种细胞单能干细胞3分化能力有限医学应用4组织修复和再生癌细胞正常细胞癌细胞癌细胞与正常细胞相比具有无限增殖和侵袭能力细胞分裂概述有丝分裂体细胞分裂，染色体数目不变减数分裂生殖细胞形成，染色体数目减半细胞周期G1期S期1细胞生长准备DNA复制2M期4G2期3细胞分裂分裂前准备有丝分裂的阶段前期1染色体凝聚，核膜解体中期2染色体排列赤道板后期3姐妹染色单体分开末期4核膜重建，染色体散开细胞质分裂植物细胞细胞板，新壁形成动物细胞收缩环，细胞膜内陷减数分裂I前期I交叉互换后期I同源染色体配对遗传物质重组同源染色体分离减数分裂II前期II染色体准备中期II排列赤道板后期II姐妹染色单体分离末期II形成四个单倍体细胞细胞分裂的调控周期蛋白蛋白激酶12推动周期进行激活关键蛋白抑制因子检查点43防止过度分裂监测错误细胞分化基因选择性表达1开启特定基因形态和功能变化2适应特定任务组织形成3分化细胞协同工作细胞凋亡程序性死亡染色体碎片化吞噬清除受控自我销毁DNA被切割残骸被清理细胞与疾病遗传性疾病基因突变导致自身免疫疾病细胞识别错误感染性疾病微生物入侵癌症细胞分裂失控细胞研究技术1显微镜技术观察细胞结构2细胞培养体外研究3细胞分析分子水平研究4基因编辑修改细胞功能荧光显微镜荧光标记活细胞成像多色标记特定结构发光观察动态过程同时观察多种结构电子显微镜扫描电镜观察表面结构透射电镜观察内部超微结构细胞分析技术流式细胞术分析和分选特定细胞群体基因编辑技术设计引导RNA定位目标基因Cas9酶切割产生DNA断裂细胞修复引入新基因序列细胞学的未来发展单细胞测序全面了解细胞异质性合成生物学设计新功能细胞器官芯片模拟器官微环境人工细胞从零构建生命单元细胞学在医学中的应用干细胞治疗基因治疗癌症研究疾病诊断组织再生修复缺陷基因靶向药物开发细胞病理学检测总结走向未来1细胞学持续发展医学应用2治疗诊断革新研究技术3不断突破创新细胞功能4复杂精密系统生命基础5细胞是一切生命的起点。